第二章组成细胞的元素与化合物

第二章组成细胞的元素与化合物一、组成细胞的元素①大量无素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg②微量无素：Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu③主要元素：C、H、O、N、P、S④基本元素：C⑤细胞干重中，含量最多元素为C，鲜重中含最最多元素为O统一性：构成生物体的元素在无机自然界都可以找到，没有一种是生物所特有的。差异性：组成生物体的元素在生物体体内和无机自然界中的含量相差很大。二、组成细胞的化合物（六大类）无机化合物：水、无机盐有机化合物：蛋白质、糖类、脂质、核酸这些化合物中，水的含量最大（85%-90%），其后依次是是蛋白质（7%-10%）、脂质（1%-2%）、糖类和核酸（1%-1.5%）。例题：1．在组成人体的各种化学元素中，最基本元素、含量最多的元素、占细胞干重最多的元素依次是()A．C、O、CB．C、H、OC．C、O、ND．C、O、O2．下列有关组成生物体化学元素的叙述，正确的是()A．微量元素在生物体内含量很少，所以人体不存在微量元素缺乏症B．每种大量元素在不同的生物体内的含量都是相同的C．组成生物体的化学元素根据其含量不同分为大量元素和微量元素两大类D．组成生物体的大量元素中，C是最基本的元素，在细胞鲜重中含量总是最多的3．如图表示细胞中各种化合物或主要元素占细胞鲜重的含量，以下按①②③④顺序排列，正确的是()A．水、蛋白质、糖类、脂质；N、H、O、CB．蛋白质、糖类、脂质、水；O、C、N、HC．水、蛋白质、脂质、糖类；H、O、C、ND．蛋白质、水、脂质、糖类；C、O、H、N答案：C、C、D二、检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质（1）还原糖的检测和观察常用材料：苹果和梨。不能用甘蔗（因为里面的成分主要为蔗糖，非还原糖）试剂：斐林试剂（甲液：0.1g/ml的NaOH乙液：0.05g/ml的CuSO4）注意事项：①还原糖有葡萄糖，果糖，麦芽糖②甲乙液必须等量混合均匀后再加入样液中，现配现用③必须用水浴加热颜色变化：浅蓝色——棕色——砖红色沉淀（2）脂肪的鉴定常用材料：花生子叶或向日葵种子试剂：苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液注意事项：①切片要薄，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰，有的地方模糊。②酒精的作用是：洗去浮色③需使用显微镜观察④使用不同的染色剂染色时间不同颜色变化：橘黄色或红色（3）蛋白质的鉴定常用材料：鸡蛋清，黄豆组织样液，牛奶试剂：双缩脲试剂（A液：0.1g/ml的NaOHB液：0.01g/ml的CuSO4）注意事项：①先加A液1ml，再加B液4滴②鉴定前，留出一部分组织样液，以便对比颜色变化：变成紫色（4）淀粉的检测和观察常用材料：马铃薯试剂：碘液颜色变化：变蓝例题：1．(2011·汕头)通常情况下，正常人的尿液中没有葡萄糖。当一次食用大量糖时，尿液中是否有葡萄糖存在？下面是利用对照的方法来设计实验方案进行鉴定。第一步：取3支洁净的相同的试管，分别标号1、2、3；其中3号试管为实验研究试管。第二步：分别向3支试管内加入相应实验液体。1号：加2mL正常尿液；2号：加______________________；3号：加______________________；第三步：向3支试管内分别加入斐林试剂2mL。振荡试管，使溶液混合均匀，并将这3支试管放入盛有开水的大烧杯中，用酒精灯水浴50～65℃加热2min左右。第四步：观察并分析实验结果。(1)1号试管现象：____________________________________________；(2)2号试管现象：_____________________________________________；(3)3号试管若________现象，说明不含葡萄糖；若________现象，说明含有葡萄糖，分析原因可能是_______________________________。答案第二步：2号：等量蒸馏水3号：食用大量糖后采集的等量尿液第四步：(1)仍然是斐林试剂的颜色(2)同1号试管一样(3)不出现砖红色沉淀出现砖红色沉淀血糖浓度过高经肾小球过滤后不能被肾小管和集合管完全重吸收三、蛋白质一:组成蛋白质的基本单位:氨基酸（AA）⒈组成元素：C、H、O、N（主）；常含S⒉基本组成单位：氨基酸（组成生物体蛋白质的氨基酸共有20种）必需氨基酸：体内不能合成，只能从食物中摄取（8种，婴儿有9种）；非必需氨基酸：12种⒊氨基酸的结构通式：（见右图）⒋通式的特点：①至少含有一个氨基（－NH2）和一个羧基（－COOH）②都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上③一个以上的氨基和羧基都位于R基上，各种氨基酸之间的区别在于R基的不同注意：氨基酸脱水缩合的过程中形成的水中的H一个来自氨基，一个来自羧基，O来自羧基5.蛋白质的结构：C、H、O、N、S等元素氨基酸二肽三肽多肽多肽链条或若干条多肽链盘曲折叠蛋白质氨基酸形成二肽的方式：脱水缩合在蛋白质的形成过程中,一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基相接同时脱去一分子水,这种结合方式叫做脱水缩合.HOHHHNH2—C—C—OH+H—N—C—COOH酶H2O+NH2—C—C—N—C—COOHR1HR2R1OHR2由2个AA分子缩合而成的化合物叫二肽（大写）.由多个AA分子缩合而成的化合物叫多肽.连接两个AA分子的化学健叫肽键.肽键：－CO－NH－；－NH－CO－；R∣NH2—C—COOH∣H6、失去的水分子数＝肽键数＝氨基酸数－肽链条数=水解需水数一条多肽链至少含有一个氨基（-NH2）一个羧基（-COOH），分别位于肽链的两端7、蛋白质分子量的计算.假设AA的平均分子量为a,含有的AA数为n则，形成的蛋白质的分子量为：a×n－18(n－m)即：氨基酸的总分子量减去脱去的水分子总量8、蛋白质分子结构的多样性：①组成蛋白质的氨基酸种类不同；②组成蛋白质的氨基酸数目不同；③组成蛋白质的氨基酸排列顺序不同；④肽链的折叠,盘曲导致蛋白质的空间结构不同9、性质:空间结构不稳定，一旦改变，蛋白质就失去活性，变性不可逆（但盐析可逆）低温：抑制蛋白质的活性温度高温影响蛋白质(酶)活性的因素PH值使蛋白质失活且不可恢复重金属10、大小：蛋白质分子是生物大分子，属于高分子化合物。11、蛋白质的功能：①组成功能：肌肉；②催化功能：酶；③运输功能：血红蛋白；④调节功能：生长激素、胰岛素；⑤免疫功能：抗体12、一切生命活动都离不开蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者13、蛋白质水解：彻底水解：产物是氨基酸。在消化道内蛋白质最终都是在小肠被彻底消解的；部分水解：产物是多肽。蛋白质在胃部分水解。例题：4.分析某有机小分子样品，得到C、H、O、N、S五种元素，则该样品最可能为（）A．甘油B．磷脂C．蛋氨酸D．谷丙转氨酶11.多个氨基酸分子缩合形成具有两条肽链的蛋白质时，相对分子质量减少了900，由此可推知该蛋白质中所含氨基数和肽键数分别是（）A．至少52，50B．至少52，51C．至少2，50D．至少2，5l13.当含有下列结构片段的蛋白质在胃肠道中水解时，不可能产生的氨基酸是（）14.现在1000个氨基酸，其中氨基有1020个，羧基有1050，则由此合成的4条多肽链中共有肽键、氨基、羧基的数目是()A．999、1016、1046B．996、1、1C．996、24、54D．996、1016、104615.下列物质中，有的属于构成蛋白质氨基酸，有的不是，若将其中的氨基酸缩合成多肽化合物，则其中含有的游离的氨基数目、游离的羧基数目、肽键数目、生成的水分子数目依次是（）A．1，2，2，2B．2，1，4，4，C．2，2，2，2D．1，2，3，316.3个不同的氨基酸可以合成三肽的种类，以及三种不同的氨基酸数量足够时能合成的三肽的种类分别是（）A．3、9B．6、9C．3、27D．6、2717.免疫球蛋白IgG的结构示意图如右。其中—S—S表示连接两条相邻肽链的二硫键。若该lgG由m个氨基酸构成，则该lgG有肽键数（）A．m个B．（m+1）个C．（m—2）个D．（m—4）个22.有多肽结构，如下图所示：CH3CH2CH2COOHCH3NH2-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-COOHCH2SH（1）该化合物由种氨基酸组成，该化合物称为肽；（2）如以四条上述肽链合成（不通过肽键）蛋白质，则其中有：①氨基酸个，氨基个，羧基个，肽键个，R基有种；②若每个氨基酸的平均相对分子质量为128，则这四条肽链形成的化合物的相对分子质量为（肽链互相连接时发生的化学反应忽略不计）。24．某细菌能产生一种“毒性肽”，其分子式是C55H70O19N10，将它彻底水解后只能得到下列四种氨基酸：（1）该多肽是肽化合物，连接相邻两个氨基酸之间的化学键的结构式是。（2）该多肽进行水解，需个水分子参与，得到个谷氨酸分子，个苯丙氨酸分子。这些氨基酸在结构上的共同特点是。（3）蛋白质分子结构复杂，经加热、X射线、强酸、强碱、重金属盐等的作用，引起蛋白质的变性，其原因主要是。（4）由题中提及的四种氨基酸按一定数量混合后，在适宜条件下，脱水缩合后形成的含四个肽键的分子最多有种。答案：CCCC;ADD22.（1）3，四（2）①16，4，8，12，3②183224.（1）十肽—CO—NH—（2）9，4，3，在同一个碳原子上，分别连接了一个氨基、一个羧基和一个氢原子（3）破坏了蛋白质的空间结构（4）45四、遗传信息的携带者——核酸（一）、相对分子质量：几十万～几百万，为生物大分子（二）、元素组成：C、H、O、N、P等（三）、分子结构DNA初步水解→脱氧核苷酸（彻底水解）→磷酸、脱氧核糖、四种碱基基本组成单位：8种核苷酸--磷酸+五碳糖+含氮碱基脱氧核糖核糖脱氧核苷酸（4种）核糖核苷酸（4种）（A、T、C、G）（A、U、C、G）化学结构脱氧核苷酸链核糖核苷酸链空间结构脱氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA）(双螺旋结构)（单链）存在部位主要分布于细胞核中主要在细胞质内1核苷酸的分类：①脱氧核苷酸：磷酸+脱氧核糖（C5H10O4）+含氮碱基（A/T/G/C），故脱氧核苷酸4种②核糖核苷酸：磷酸+核糖（C5H10O5）+含氮碱基（A/U/G/C），故核糖核苷酸4种2①在病毒体内含核酸1种；核苷酸4种；碱基4种②在细胞内含核酸2种；核苷酸8种；碱基5种3脱氧核苷酸通过脱水缩合形成脱氧核苷酸长链，DNA分子一般由2条脱氧核苷酸长链组成4核糖核苷酸通过脱水缩合形成核糖核苷酸长链，RNA分子一般由1条核糖核苷酸长链组成（四）、种类名称简称五碳糖存在部位脱氧核糖核酸DNA脱氧核糖主要在细胞核内核糖核酸RNA核糖主要在细胞质内类别核酸DNARNA基本单位核苷酸（五）、生理功能：核酸是携带遗传信息的物质,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中有极其重要的作用。DNA：贮藏携带遗传信息，控制细胞的所有活动。决定细胞的整个生物体的遗传特性RNA：在合成蛋白质时是必需的。（六）、核酸分子的多样性绝大多数生物的遗传信息就储存在DNA分子中，组成DNA分子的核苷酸虽然只有4种，但是核苷酸的排列顺序却是千变万化的。核苷酸的排列顺序就代表了遗传信息。（七）、实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布甲基绿+DNA=绿色吡罗红+RNA=红色8%盐酸的作用：①改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞②使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA和染色剂结合0.9%的NaCl的作用：保持动物细胞的细胞形态蒸馏水：①配制染色剂；②冲洗载玻片实验步骤：①制片②水解③冲洗④染色⑤观察具体步骤：①制作装片：取洁净载玻片→滴一滴生理盐水→刮取口腔上皮→涂片→烘干②水解:将烘干的玻片放入盛有30ml质量分数为8%的盐酸的小烧杯中→放入盛有30温水大烧杯中→保温5分钟③冲洗涂片：用蒸馏水缓水流冲洗10s④染色：用吡罗红甲基绿色剂染色__5____分钟。⑤观察：选择_染色均匀、色泽浅的区域先在___低倍镜____下观察，再在___高倍镜____下观察结论：DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中，例题：20.生物的遗传物质和生命活动的承担者